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引用TrueFFS原理及其在CF卡上的实现的部分内容 “1、Wear-Leveling
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引用TrueFFS原理及其在CF卡上的实现的部分内容 “1、Wear-Leveling
闪速存储器不能无限次重复使用。它的每个扇区的擦除次数虽然很大但却有限因此随着使用次数的加长它最终会变成只读状态所以应该尽最大可能延长它的寿命。行之有效的方法就是平衡使用所有的存储单元而不让某一单元过度使用。这种技术被称之为损耗均衡。TrueFFS使用一种基于一张动态维护表的存储器——块映射的翻译系统来实现损耗均衡技术。当块数据被修改、移动或碎片回收后这张维护表会自动调整。然而如果存储在Flash上的一些数据本质上是静态的就会产生静态文件锁定问题。存储这些静态数据的区域根据不会被轮循使用其它区域就会被更频繁地使用这将降低Flash期望的生命值。TrueFFS通过强制转移静态区域的方法成功克服了静态文件锁定问题。因为映射表是动态的TrueFFS能够以对文件系统不可见的方式转移这些静态数据区域。由于绝对强制损耗均衡方式会对性能产生一些负面影响所以TrueFFS采取了一种非绝对损耗均衡算法。它保证了所有空间的使用近似平等而不影响性
能。
2 碎片回收
块数据的修改使得Flash的一些块区域中的数据不再有效并且这些区域在擦除之前变得不可写。如果没有机制来回收这些区域Flash很快就会变成只读的状态了。不幸的是由于这些块不可能单独擦除回收这些块就有些复杂了。单次擦除被限制在一个叫作擦除单元的较大范围内如对于AMD的Am29LV065D芯片来说是64KB。TrueFFS使用一种被称为碎片回收的机制来回收那些不再包含有效数据的块。该机制从一个预擦除单元内复制所有的有效数据块到另一个新的被称为转移单元的擦除单元。然后TrueFFS更新映射表再擦除这个废旧的预擦除单元。这样原来的块出现在外界时仍然包含了原来的数据虽然这些数据现在已经存放在Flash存储器的其它空间。
碎片回收算法会找到并回收与下面标准最吻合的擦除单元
①废块最多
②擦除次数最少
③最静态的区域。
3 块分配和关联数据集结
为了提高数据的读取效率TrueFFS使用一种灵活的空间分配策略将关联的数据如由同一个文件的内容组成的多个块集结到同一个单独擦除单元内的一段连续的区域中。为此TrueFFS尽量在同一个擦除单元内维持一个由多个物理上连续的自由块组成的存储池。如果这样连续的存储池无法实现TrueFFS分尽量保证池中的所有块是在同一个擦除单元内。如果连这样的情况也不可能的话TrueFFS会尽量把块池分
配到一个拥有最多可用空间的擦除单元内。这种集结关联数据的途径有几个好处。首先如果TrueFFS必须从一个小的存储窗口来访问Flash,那么这样集结了的关联数据可以减少调用映射物理块到该窗口的次数加快了文件继续访问速度。其次这种策略可以减少碎片的产生。这是因为删除一个文件可以释放掉更容易回收的完整块意味着碎片回收会变得更快。另外它可以使属于静态文件的多个块存放在同一地址这样当损耗均稀算法决定移动静态区域时转移这些块就变得更加容易了。
4 Power Failure Management
向Flash写数据有时可能会出错比如在响应文件系统写请求时、碎片回收期间甚至在TrueFFS格式化或擦除Flash时。在这些情况下TrueFFS能够从错误中恢复过来但在新数据第一次写入Flash时如果出错就会丢失这些数据。然而TrueFFS非常仔细地保证所有已经存放在Flash上的数据是可恢复的甚至能够避免用户由于不耐烦或好奇而猛地拔出Flash卡而可能造成的灾难性后果。
TrueFFS algorithms based on “erase after write” instead oferase before write健壮的关键是它使用了一种“先写后擦”的策略。当更新Flash一个扇区的数
据时只有在更新操作完成并且新存储的数据校验成功后先前的数据才会被允许擦掉。这样的结果是数据扇区不能处于部分写状态。操作成功的话新扇区的数据有效否则老扇区的数据有效。很明显这样有利于用户已经写到Flash上的数据的稳定性” 看到这里想起以前编程序使用的
ISD5116,
当时也是考虑到使用的频率问题做的是绝对均衡不过看看这篇文章深有同感。
